高一物理《牛顿运动定律的应用》教案

高一物理《牛顿运动定律的应用》教案（共7篇）

高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 篇1

1、知识目标：

(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议

教材分析

本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况;已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议

1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例

教学重点：物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：

一、受力分析方法小结

通过基本练习，小结受力分析方法.(让学生说，老师必要时补充)

1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.

答案：

2、受力分析方法小结

(1)明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来;

(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;

(3)注意：分析各力的依据和方法：产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题

1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：

选取研究对象;(注意变换研究对象)

画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要，要养成习惯)

进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外)

根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)

对解的合理性进行讨论.三、处理连接体问题的基本方法

1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.(若学生情况允许，可再提高观点讲)

3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动

题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4-6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性。

高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 篇2

高中阶段有关牛顿运动定律的应用, 主要涉及以下几类问题:

一、物体运动状态的分析

应用牛顿运动定律分析物体的运动状态, 关键是要对物体进行正确的受力分析.合力的大小会影响到加速度的大小, 影响到速度变化的快慢;而速度是增大还是减小则要看合力方向与速度方向的关系.

【例1】 (2012年高考安徽理综卷第17题) 如图所示, 放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑, 若在物块上再施加一竖直向下的恒力F, 则 ()

A.物块可能匀速下滑

B.物块仍以加速度a匀加速下滑

C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑

D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑

解析:设物块质量为m, 斜面倾角为θ, 物块与斜面间的动摩擦因数为μ.由牛顿第二定律可得

施加恒力F后, 物块的加速度

可见, a′>a.正确选项为C.

二、物体瞬时加速度的求解

加速度与力存在瞬时对应关系.在应用牛顿运动定律求解物体的瞬时加速度时, 要注意区分弹性模型和刚性模型.轻弹簧与橡皮条之类是弹性模型, 其弹力变化需要时间;轻绳、轻杆或一般的物体是刚性模型, 其弹力变化是瞬时的, 两者不能混为一谈.

【例2】 (2010年高考全国理综Ⅰ卷第15题) 如右图, 轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连, 下端与另一质量为M的木块2相连, 整个系统置于水平放置的光滑木板上, 并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出, 设抽出后的瞬间, 木块1、2的加速度大小分别为a1、a2, 重力加速度大小为g, 则有 ()

解析:在抽出木板的瞬时, 弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变.木块1受重力和支持力, mg=F, 故a1=0.木块2受重力和压力, 根据牛顿第二定律, 正确选项为C.

三、力和运动关系的两类基本问题

关于运动和力的关系, 有两类基本问题, 那就是:已知物体的受力情况, 确定物体的运动情况;已知物体的运动情况, 确定物体的受力情况.无论是哪类问题, 加速度始终是联系运动和力的桥梁.

【例3】 (2012年高考浙江理综卷第23题) 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系, 小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”, 如图所示.在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”, “A鱼”竖直下潜hA后速度减为零, “B鱼”竖直下潜hB后速度减为零.“鱼”在水中运动时, 除受重力外, 还受浮力和水的阻力.已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的倍, 重力加速度为g, “鱼”运动时所受水的阻力恒定, 空气阻力不计.求:

(1) “A鱼”入水瞬间的速度vA1;

(2) “A鱼”在水中运动时所受阻力fA;

(3) “A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB.

解析: (1) “A鱼”在水中做自由落体运动, 有v2A1-0=2gH, 得

(2) “A鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用, 做匀减速运动, 设加速度为aA, 有

由题意, 解得

(3) 考虑到“B鱼”的受力、运动情况与“A鱼”相似, 有

四、共点力的平衡

由牛顿第二定律F合=ma可知, 若F合=0, 则a=0, 物体即处于平衡状态.因此, 共点力的平衡问题是牛顿运动定律在特定条件下的应用.在解决共点力平衡问题时, 如果物体受三个力而平衡, 通常可以采用平行四边形合成法、平行四边形分解法;当物体受三个以上非平行的共点力作用处于平衡时, 通常采用正交分解法.

【例4】 (2012年高考全国理综课标卷第16题) 如图, 一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1, 球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴, 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦, 在此过程中 ()

A.N1始终减小, N2始终增大

B.N1始终减小, N2始终减小

C.N1先增大后减小, N2始终减小

D.N1先增大后减小, N2先减小后增大

解析:设小球质量为m, 木板对球的支持力大小为N2′, 木板与竖直墙面之间的夹角为θ.在木板缓慢转动时, 小球受重力mg、压力N1和支持力N2′三力作用处于平衡状态.由共点力平衡条件和牛顿第三定律, 有.θ增大时, N1与N2均减小.正确选项为B.

本题若用矢量三角形法分析更加形象直观, 鉴于本文主题是牛顿定律, 故在此不再例说.

五、超重与失重

超重、失重问题, 是牛顿运动定律应用中一类常见的实际问题.超重和失重与物体的速度方向无关, 而只与物体的加速度方向有关.物体具有向上的加速度 (加速向上运动或减速向下运动) 时超重;具有向下的加速度 (加速向下运动或减速向上运动) 时失重;具有重力加速度g时完全失重.

【例5】 (2010年高考海南物理卷第8题) 如右图, 木箱内有一竖直放置的弹簧, 弹簧上方有一物块:木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内, 物块对箱顶刚好无压力, 则在此段时间内, 木箱的运动状态可能为 ()

A.加速下降B.加速上升

C.减速上升D.减速下降

解析:木箱静止时物块对箱顶有压力, 则物块受到箱顶向下的压力, 当物块对箱顶刚好无压力时, 表明系统处于超重状态, 具有向上的加速度, 木箱的运动状态可能为加速上升或减速下降.正确选项为BD.

六、连接体问题

在处理连接体问题时, 可将组成连接体的几个物体“隔离”开来, 对它们分别进行受力分析, 根据其运动状态, 应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解.当问题涉及物体间的相互作用时, 隔离法不失为一种有效的解题方法;当问题不涉及物体间的相互作用时, 也可采用整体法进行分析.整体法和隔离法是相辅相成的.

【例6】 (2012年高考江苏物理卷第5题) 如图所示, 一夹子夹住木块, 在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m、M, 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动, 力F的最大值是 ()

解析:木块不滑动条件下提升作用力F达最大值时, 夹子与木块两侧间的静摩擦力应达最大值.设此时木块和夹子的加速度为a, 对木块、夹子分别应用牛顿运动定律, 有

联立求解, 可得力F的最大值.正确选项为A.

本题也可对木块 (或夹子) 及整体分别应用牛顿运动定律联立求解.

七、图象类问题

牛顿第二定律揭示了加速度与力及质量的关系, 而v-t图线的斜率表示加速度, a-t图线、F-t图线则分别反映了加速度、力随时间变化的规律.因此, 在牛顿运动定律的应用中, 常会出现一些图象类问题.结合牛顿运动定律, 正确分析相关图象所反映的物理内涵, 是求解此类问题的突破口.

【例7】 (2012年高考江苏物理卷第4题) 将一只皮球竖直向上抛出, 皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象, 可能正确的是 ()

八、临界值、极值问题

应用牛顿运动定律求解相关的临界值、极值问题, 需有较强的分析能力.利用临界状态的分析作为解题思路的起点, 是一条有效的思考途径.处理此类问题的关键是把握“恰好发生”或“恰好不发生”的条件, 或把某个物理量推向极端, 作出科学的推理.

【例8】 (2012年高考全国理综课标卷第24题) 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具 (如图) .设拖把头的质量为m, 拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ, 重力加速度为g, 某同学用该拖把在水平地板上拖地时, 沿拖杆方向推拖把, 拖杆与竖直方向的夹角为θ.

(1) 若拖把头在地板上匀速移动, 求推拖把的力的大小.

(2) 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0, 若θ≤θ0, 则不管沿拖杆方向的推力多大, 都不可能使拖把从静止开始运动.求这一临界角的正切tanθ0.

解析: (1) 拖把头在地板上匀速移动时, 受推力F、重力mg、地板的正压力N及摩擦力f而平衡.由平衡条件有

又f=μN, 解得

(2) 若不管沿拖杆方向用多大的推力都不能使拖把从静止开始运动, 应有

又Fcosθ+mg=N, 可得

上式右边总是大于零, 且当F无限大时极限为零, 故sinθ-λcosθ≤0.

当θ≤θ0时, 不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把, 故tanθ0=λ.

九、动力学、功和能综合问题

力的观点、能的观点, 是分析力学问题的两条基本途径.牛顿运动定律的应用, 常常与功和能联系在一起, 成为一类动力学、功和能的综合性问题.此类问题的求解, 除牛顿运动定律结合运动学公式外, 还需应用机械能守恒定律或动能定理、功能关系等规律.

【例9】 (2012年高考海南物理卷第15题) 如图, 在竖直平面内有一固定光滑轨道, 其中AB是长为R的水平轨道, BCD是圆心为O、半径为R的圆弧轨道, 两轨道相切于B点.在外力作用下, 一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动, 到达B点时撤除外力.已知小球刚好能沿圆弧轨道经过最高点C, 重力加速度大小为g.求:

(1) 小球在AB段运动的加速度的大小;

(2) 小球从D点运动到A点所用的时间.

解析: (1) 小球刚好能沿圆弧轨道经过最高点C时, 轨道压力为零.由牛顿第二定律有

小球从点B到点C沿光滑圆弧轨道运动的过程中, 机械能守恒, 有

小球在AB段由静止开始做匀加速运动, 由运动学公式有

故小球在AB段运动的加速度大小

(2) 小球从点B到点D机械能守恒, 有

小球从点D到点A, 做匀加速直线运动, 由运动学公式有

故所用时间

十、力、电综合问题

牛顿运动定律不仅在力学问题中, 甚至在电学问题中, 都有其广泛应用.如通电导线 (金属杆) 在磁场中的平衡或加速, 带电粒子 (物体) 在电场或磁场中的运动等力、电综合问题的求解, 都会在应用相关电学规律的同时, 涉及牛顿运动定律与其他力学规律.将牛顿运动定律应用于此类力、电综合问题时, 合外力中除通常的机械力外, 还可能包括静电力、安培力、洛伦兹力等.

【例10】 (2012年高考四川理综卷第24题) 如图所示, ABCD为固定在竖直平面内的轨道, AB段光滑水平, BC段为光滑圆弧, 对应的圆心角θ=37°, 半径r=2.5m, CD段平直倾斜且粗糙, 各段轨道均平滑连接, 倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105 N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场.质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-6 C的小物体 (视为质点) 被弹簧枪发射后, 沿水平轨道向左滑行, 在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨.以小物体通过C点时为计时起点, 0.1s以后, 场强大小不变, 方向反向.已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25.设小物体的电荷量保持不变, 取g=10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8.

(1) 求弹簧枪对小物体所做的功;

(2) 在斜轨上小物体能到达的最高点为P, 求CP的长度.

解析: (1) 设弹簧枪对小物体做功为Wf, 由动能定理得

解得Wf=0.475J.

(2) 取沿平直斜轨向上为正方向.设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1, 由牛顿第二定律得

小物体向上做匀减速运动, 经t1=0.1s后, 速度达到v1, 有

由以上两式可知

设运动的位移为s1, 有

设CP的长度为s, 有

高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 篇3

力学教学是中学物理教学的入门和基础，因而作为动力学基础的牛顿定律，在中学物理教学中的基础地位是明确的。牛顿运动定律在中学物理教学中的地位和作用不仅表现为知识结构中的基础要性，更突出地表现在对学生科学思维素质的培养和分析问题、解决问题的能力培养方面。

首先，牛顿运动定律是学生第一次面对的重要科学定律，它所支配的运动又是学生常见的机械运动。学生在生活中接触到很多力以及物体的运动现象，已形成了一些感性的体验或看法。这些看法与科学概念可能相去甚远，有的还是错误的，但总归是已有相当的感性认识基础。如何以学生对现象的感性体验为背景，引导学生通过去粗取精，去伪存真，由表及里，从感性的认识上升为正确的理性认识，从而建立惯性、质量、动量、力以及惯性参考系等科学的概念及有关规律的科学认识。这对学生来说，是第一次经历的科学认识论的实践。因此，牛顿定律涉及到的概念与规律的教学，是学生进行辨证唯物主义认识论方面培养的良好载体。

其次，牛顿第二定律的突出特点是表述的简明性和应用的广泛性。背诵它的条文，记住公式轻而易举，但应用它去分析解决具体的力学问题，对大多数的初学者来说，并非易事。用正确的概念作为指导，对丰富多样的具体物体的具体运动，以及这个物体同周围物体的相互作用进行实事求是的分析，才可能正确地应用F=ma。这样一个十分好记的公式。对从初中升入高中的学生来说是一个极大的挑战。牛顿定律及其应用的教学，正好在引导学生迎接这一挑战的过程中，培养科学思维的素质，提高分析问题、解决问题的能力，为以后的物理教学打下良好的基础。

牛顿第二定律是一个矢量规律。力是矢量，加速度是矢量。学生第一次应用矢量规律，解决矢量运算的问题。矢量运算的解析法，是物理学中应用很广泛的教学方法。在进行牛顿定律及其应用的教学中，切实指导学生学会处理矢量运算的方法，掌握好分析，会应用解析方法建立矢量方程的分量式，从而解决问题，是对学生应用数学解决物理问题能力的培养。

物理实验在物理教学中占有十分重要的地位。它是物理教学的重要组成部分，是使教学形象化和直观化的重要措施，是帮助学生正确理解和掌握物理概念、物理规律的重要手段，同时培养学生的观察、分析、逻辑推理及动手能力。

牛顿运动定律也是教学过程中的重点和难点。学生对它理解掌握的好坏，直接影响整个物理的学习。如何解决这一点？是每个物理教师都在探索的问题。而实验是解决这一问题最有效、最可行的办法。

“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”这是牛顿第一运动定律。它是从天文观测中间接推导出来的结论，是物体运动所遵循的规律的抽象概括。由牛顿第一运动定律我们可以得出力不是运动的原因，而是运动状态改变的原因。物体为什么会运动？由于惯性。如果它原来是运动的，由于惯性它现在要保持这种运动状态。而这点恰恰和我们日常生活中的很多表面现象﹑思维习惯相违背。如“静止的球用脚踢它一下，它向前滚去，要使它一直向前运动，则需不停地用脚踢它，”很多同学就是从此类现象中得出了“力是使物体运动的原因”，也就是统治了人们二千多年的古希腊学者亚里斯多德的观点即他的“必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来”这一观点。如何改变学生的这种错误观念，从而正确深刻地理解牛顿第一运动定律？我们采用的办法是实验。在讲授牛顿运动第一定律这部分内容前，让学生观察下面的演示实验：让三辆小车从同样高的斜面上滑下，然后在毛巾﹑光滑的木板面﹑光滑的玻璃板面上运动。现象很明显：小车在光滑的玻璃板面上运动最远。这时再引导学生想象：玻璃板面更光滑时结果怎样？玻璃板面非常光滑对小车完全没有摩擦时结果怎样？从而很自然地推导出牛顿第一运动定律。

物体保持原有匀速直线运动状态或静止状态的这种性质称为惯性。牛顿第一律也称为惯性定律。质量是惯性大小的量度。质量越大的物体，运动状态越难以改变，则惯性越小。如停一部货车难于停一部出租车。我们就说货车的惯性大于出租车的惯性。再做一个趣味的演示实验，使学生更加明确关于惯性的概念：分别让生的、熟的、空的三只鸡蛋旋转，再迅速按住，使蛋停下，又立即松手，两只不动，另一只却能继续转动分别让松手后不动的两只蛋重新旋转，再用纸片压着其停下，一只难以停下，一只易停。可以判断：①分别让三只鸡蛋旋转，迅速按住使蛋停下，又立即松手，仍在转的为生鸡蛋。②分别让松手后不动的两只蛋重新旋转，再用纸片压其停下，难停的为熟鸡蛋，易停的可能是空蛋壳。生鸡蛋蛋壳停下时蛋清和蛋黄由于惯性要继续转。故松手后又带动蛋壳转；熟鸡蛋由于质量大，所以惯性大，难以停下；空蛋壳由于质量小，所以惯性小，易于停下。

由于牛顿第一运动定律，学生很容易就可以接受“力是物体产生加速度的原因”这一结论。这既是进一步明确力的概念，又为牛顿第二定律的学习做好准备。

我们要解决的问题是力与加速度之间确定的数量关系。而日常事例也告诉我们：当物体质量不变时，加速度的大小与外力成正比；当外力一定时，加速度的大小与物体的质量成反比。如：我们用不同的力去踢足球，力大时球运动的远一些，力小时球运动的近一些；用相同的力推铅球，大的铅球推得近一些，小的铅球则推得远一些。这些实例使我们准确地理解了牛顿第二运动定律。在这个基础上，再通过利用牛顿第二运动演示器或气垫导轨演示，得出牛顿第二运动定律，即“物体受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，并与物体的质量成正比，加速度的方向与合外力的方向相同。”这一定律及其数学表达式F=ma。

在牛顿三个运动定律中，表面分级最简单，最容易接受牛顿第三运动定律。力是存在于两物体间的相互作用，甲物体对乙物体有作用力，乙物体也必对甲物体有作用力。它们相互以对方作为自已存在的前提，不能独立地存在。我们把其中的任意一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。根据牛顿第三运动定律：“物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。”但在实际应用中最容易出现问题的也是它。如在熟悉的“鸡蛋碰石头”这个问题中，对牛顿第三运动定律理解不深刻的同学认为“鸡蛋碎了，鸡蛋受的力大”；又如在“用手打人”问题中，总认为打人者占了便宜，被打者受的作用力大；在拨河比赛时，胜利方给对方的拉力大等错误的观念。力的大小虽是从力对物体的作用效果—物体运动速度的变化或形变来估量的。但是其效果的差异程度则除了与力的大小和力的作用时间有关，还与受力物体自身的因素（内因）有关。为能形象直观地让学生深刻地理解，掌握牛顿第三定律，教学中我们可采用课堂利用弹簧秤做演示实验，课后学生利用特制的“弹簧秤”做拔河比赛实验，验证牛顿第三运动定律，加深对定律的理解，正确地分析和解决有关的现象和问题。还有日常生活的例子，使学生能进一步理解这一定律。如人走路时，后脚总要向后蹬地，对地面有一个作用力；同时，地面对人也有一个作用力，正是这个作用力使人向前移动。游泳时，手臂用力向后划水，水对人也有力的作用，推动人向前游去。又如当你用手掌向下打击桌面时，用力越大，你的手就感到越疼。

从牛顿三个运动定律的教学我们可以看出，经过这类趣味的实验及典型事例可以促进学生积极思维，提高学生的兴趣，激励学生对知识的渴求，培养学生的动手能力，应用所学知识分析问题和解决问题的能力。

高一物理牛顿第二定律教案1 篇4

http:// 百万教学资源免费下载

第三章第三节 牛顿第二定律

教学目的

掌握牛顿第二定律相关知识；

了解控制变量法，培养学生动手实验能力和分析概括知识的能力。教学用具

牛顿第二定律验证器、砝码、多媒体课件 重点难点

重点：牛顿第二定律的知识及其应用；难点：实验演示的操作。教学过程

一、复习引入：

1、我们讲了牛顿第一定律，它的内容是什么呢？

多媒体课件演示：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。也就是说，没有外力作用时，物体保持原来的状态，静止的保持静止、运动的保持匀速运动。那如果有外力作用呢？

（引导回答）有外力作用----状态改变----速度改变----有加速度产生。

在上节课中我们还讲了：质量是物体惯性大小的量度，质量越大的，状态越难改变。这就涉及到三个物理量：力、加速度和质量，三者之间到底有何关系呢？我们这节课就来研究它。

二、进行新课

1、实验介绍

实验是我们掌握物理知识的一个重要途径，今天就利用实验来帮助我们解决这个问题。F、m、a三者都是变量，在研究此类问题时，我们先使其中一个量保持不变，来研究另外两个量的关系，这就是控制变量法。

（1）原理：F可以用弹簧秤测量，m可以用天平测量，那加速度呢？ a=(S2-S1)/T2 测量加速度的方法： a=(Vt-V0)/t2 S= V0t+at2/2------------S= at2/2------------a=2S/t2（2）设计

在光滑的导轨上放一量小车，一端系有细绳，绕过定滑轮后吊着砝码，砝码质量远小于小车质量。

受到恒力作用的小车做匀速直线运动，有S= V0t+at2/2----S= at2/2------a=2S/t2，为了便于比较，我们取两个小车做双轨实验。当时间t相同时，有a1/a2=S1/S2。（3）实验操作（1）

亿库教育网

http:// 百万教学资源免费下载 亿库教育网

http:// 百万教学资源免费下载

平衡摩擦力；将两辆质量相同的小车放在导轨上；系上细绳，跨过定滑轮挂上质量不同的砝码；利用控制杆控制两辆小车同时运动；记录数据。（4）实验操作（2）

将两辆质量不同的小车放在导轨上；系上细绳，跨过定滑轮挂上质量相同的砝码。利用控制杆控制两辆小车同时运动；记录数据。

2、实验结论

m一定时，F与a成正比；F一定时，m与a成反比。

3、牛顿第二定律

内容：物体的加速度与力成正比，与质量成反比。公式：F=Kma；注：取国际单位时，K等于1。

平衡摩擦力分析（导出）牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

三、本节小结

四、例题示范和课堂练习（学生讨论，老师引导）（1）下列说法中正确的是：

（A）物体的加速度与质量成反比，与合外力成正比。（B）物体的加速度方向与合外力保持一致。（C）在公式F=Kma中，K始终等于1。（D）将轨道稍稍倾斜是为了平衡摩擦力。

（2）一列火车由静止开始驶离车站已知其质量是100T,为了产生2m/S2的加速度，车头的牵引力应为多大？

（3）一个物体,质量是2Kg，受到互成120度角的两个力F1和F2的作用，两个力的大小都为10N，这个物体产生的加速度是多大？

（4）一个质量m=2kg的物体,在一个恒力的作用下从静止开始向右匀加速运动。已知恒力F=6牛，12、问这个物体2秒末的速度及位移各是多少？

四、课后作业（略）

亿库教育网

高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 篇5

全章概述

本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。

本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。

为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。

物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用。

新课标要求

1、通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。

2、理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。

3、通过实验认识超重和失重。

4、认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。

1、牛顿第一定律

一、知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．

二、过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

三、情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。★教学难点 惯性与质量的关系。★教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。★教学用具：

小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。★教学过程

一、引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。

二、进行新课

教师活动： 人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运 动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？

学生活动：人推着车子，汗流侠背，推车的人放下车，一边擦汗，一边叹气。思考问题。

教师活动：下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： l、力推物动，力撤物停。

2、力撤物不停。

教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？

学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：

1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？ 刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？

学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？

学生活动：用小球做对比实验

A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。

B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。

点评：

1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系．

2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理．

教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？

教师活动：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果：（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。

（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？ 学生活动：观察并回答提出的问题： 运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。

点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。

教师活动：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。

学生活动：学生记录数据并比较。确信他的正确性。教师活动：引导学生认识、总结力和运动的关系。让学生阅读课文找出： l、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？ 学生活动：阅读课文，回答问题。

1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。

2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。

教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。

运动状态是指什么？

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。

运动状态：速度的大小和方向。点评：培养学生理解问题时能力。

教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？ 什么时候可以看作不受力并举例说明。

学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。点评：培养学生刨根问底的严谨态度。

教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？ 你又怎样理解这种性质呢？举例说明。

因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。

在小车上放一高的木块，让小车在光滑的玻璃上运动，前面固定一物块，当车运动到物块时被挡住，车上的木块前倾。为什么？

再如，人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。这都是惯性。

再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

举例。

点评：通过生活中的例子进一步理解惯性。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？

学生活动：学生思考

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关．

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究 ☆对惯性的理解

1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力？为什么能够向前运动？

2、船在水中匀速行驶，一人站在船尾向上竖直跳起，它会落入水中吗？为什么？

3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些？

4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中，一小球静止在水平桌面上，当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时，火车做什么运动？

5、一铅球 3千克，静止在地面上，把它水平扔出后，做加速运动，它的惯性如何变化？

☆受力分析

6、一物块滑上了光滑的斜面，受几个力？ 附录1

牛顿简介

牛顿，是英国伟大的数学家、物理学家、大文学家和自然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村，1727年3月20日在伦敦病逝。

牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。

牛顿的研究领域非常广泛，他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外，他还花费大量精力进行化学实验。

牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。附录2

教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。附录3

学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。

2、实验：探究加速度与力、质量的关系

一、知识与技能

1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3、培养学生动手操作能力。

二、过程与方法

1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论．

3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。

三、情感、态度与价值观

1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

2、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

3、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度． ★教学重点

1、怎样测量物体的加速度

2、怎样提供和测量物体所受的力 ★教学难点

指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论 ★教学方法

1、提出问题，导入探究原理――自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳――进行交流。

2、对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。★教学用具：

小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。

★教学过程

一、引入新课 教师活动：

定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体 上，物体加速度有什么不同？

物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？

学生活动：学生讨论后回答：第一种情况，受力大的产生加速度大，第二种情况：质量大的产生加速度小。

学生再思考生活中类似实例加以体会。

点评：教师还可举日常生活中一些实例，如赛车和普通小汽车质量相仿，但塞车安装了强大的发动机，牵引力巨大，可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大的制动力作用下，小汽车容易刹车．通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关，为下一步定量研究做好铺垫．

二、进行新课

1、物体加速度与它受力的定量关系探究

教师活动：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例，猜测一下它们最简单关系

学生猜测回答：加速度与力可能成正比。

教师活动：如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。

学生回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。

教师活动：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。

教师引导：可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑，或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。

学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计 教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。

学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。

教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。

分析研究表格中数据，得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究

教师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？教师解释：若a与m成反比，其实是a与1／m成正比，a－l／m的图象应是什么？

学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。应该是过原点直线。

教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？ 将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a一1／m坐标系作图象。

学生回答：在小车上加砝码。

学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作a－l／m图象，据a－l／m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。

点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估

教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a为纵坐标，以F横坐标，或以a为纵坐标，1／m为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是a∝F，a∝l／m得需多次实验才能证实。

附录1

实验分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。该实验的器材选取、方案设定，因第二章使用过，学生自然会想到用该器材测加速度。但测力有一定困难，还需平衡摩擦。为此可借助气垫导轨避免这一点。另外，测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门，通过微机辅助系统记录，小车通过两个计时门的时间间隔，测出两计时门间距离，可由x象由微机处理作出，收到事半功倍的效果。12at求加速度a，数据完全可由微机处理，甚至a－F，a－1／m图2附录2

学生分析

该实验是探索规律的实验，学生对加速度与力和质量的关系的定量关系是未知的，但通过实例，对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的。怎样定量研究需在教师指导下，学生动手、动脑进行设计研究，教师只是一个引导者、评判者，只要学生的设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不重要。

3、牛顿第二定律

一、知识与技能

1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；

2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

二、过程与方法

1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

2、培养学生的概括能力和分析推理能力。

三、情感、态度与价值观

1、渗透物理学研究方法的教育。

2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点 牛顿第二定律的意义 ★教学方法

1、复习回顾，创设情景，归纳总结；

2、通过实例的分析、强化训练，使学生理解牛顿第二定律的意义。★教学过程

一、引入新课

教师活动：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？ 学生活动：学生观看，讨论其可能性。

点评：通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力

教师活动：提出问题让学生复习回顾：

l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？

2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 学生活动：学生回顾思考讨论。

教师活动：（进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务的引入）物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？ 学生活动：学生思考讨论，并在教师的引导下，初步讨论其规律．

点评；通过多媒体演示及学生的讨论，复习回顾上节内容，激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的能力。

二、进行新课

教师活动：学生分析讨论后，教师进一步提出问题： l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述？

2、它的比例式如何表示？

3、各符号表示什么意思？

4、各物理量的单位是什么？其中，力的单位“牛顿”是如何定义的？ 学生活动：学生讨论分析相关问题，记忆相关的知识。

教师活动：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述？

学生活动：学生讨论分析后教师总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

点评：培养学生发现一般规律的能力

教师活动：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？ A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度． B、力恒定不变，加速度也恒定不变。C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。D、力停止作用，加速度也随即消失。

E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。

F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

学生活动：学生讨论分析后教师总结：力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性

点评：牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。

教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。

例题1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km／h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大？

假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例题 2：一个物体，质量是2 kg，受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大？

学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结用牛顿第二定律求加速度的常用方法。

点评：通过分析实例，培养学生进行数据分析，加深对规律的理解能力，加强物理与学生生活实践的联系。

三、课堂总结、点评

教师活动：教师引导学生总结所研究的内容。

牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零。即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。因此，牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。

学生活动：学生自己总结后作答，其他同学补充。点评：培养学生的概括和总结能力。

四、实例探究

☆对牛顿第二定律的理解

1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是： A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；

B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；

C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；

D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是： A、在任何情况下都等于1

B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的

C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的D、在国际单位制中，k的数值一定等于1 ☆力和运动的关系

3、关于运动和力，正确的说法是

A、物体速度为零时，合外力一定为零B、物体作曲线运动，合外力一定是变力 C、物体作直线运动，合外力一定是恒力 D、物体作匀速运动，合外力一定为零

4、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是

A、先加速后减速，最后静止

B、先加速后匀速 C、先加速后减速直至匀速

D、加速度逐渐减小到零 ☆对牛顿第二定律的应用

5、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

附录1

牛顿第二定律——教材分析

高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。作为教师首先要对新标准做出自己的分析和判断，结合新标准要求，认识到，要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容，更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题，更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。

本课以必修1教材为依据。通过定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务。这是人类认识世界的常用方法。所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的。

定义力的单位“牛顿”使得k＝l，得到牛顿第二定律的简单形式F＝ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。

牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。

附录2

学生分析

牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互联系，牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可以通过定律的辨析和有针对性的练习加以深化和突破，另外，还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。

4、力学单位制

一、知识与技能

1、了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位

2、认识单位制在物理计算中的作用

二、过程与方法

通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法

三、情感、态度与价值观

通过一些单位的规定方式，了解单位统一的必要性，并能运用单位制对运算过程或结果进行检验。

★教学重点

知道单位制的作用，即清楚物理公式和物理量的关系，掌握国际单位制中的基本单位和导出单位。

★教学难点 单位制的实际应用 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。★教学过程

一、引入新课

教师活动：引导启发学生回忆所学过的主要公式，并说出这些公式中各物理量的单位。

学生活动：认真思考，回想并写出学过的物理公式。

教师活动：投影学生写出的公式以及式中涉及的物理量的单位讲解并点评： 提出问题：物理学的关系式确定了哪几个方面的关系？请同学们阅读教材并回答。

学生活动：学生阅读教材并思考老师的问题，讨论后回答。

教师活动：总结点评：物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也确定了各物理量单位之间的关系。今天我们就来学习有关单位的知识――力学单位制。

二、进行新课

教师活动：引导学生阅读教材，从课本中找出这几个概念：

l、什么是基本单位？力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量？

2、什么是导出单位？你学过的物理量中哪些是导出单位？借助物理公式来推导。

3、什么是国际单位制？国际单位制中的基本单位共有几个？它们分别是什么？ 对应什么物理量？

学生活动：带着老师提出的问题认真阅读教材，讨论交流，选出代表发言。点评：培养学生独立阅读教材获取信息的能力；阐述自己的看法，语言表达能力。

教师活动：倾听学生的回答，适当点评。投影84页表“国际单位制的基本单位”。

学生活动：倾听老师的点评；观看投影，了解国际单位制的基本单位。教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。

例题：一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多少？

学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结采用统一的国际单位制给计算带来的方便，使学生体会学习力学单位制的意义。

点评：通过分析实例，培养学生分析问题、解决问题的能力，同时体会单位制的意义。

教师活动：引导学生阅读教材85页“说一说”，并回答文中提出的问题。学生活动：阅读教材，讨论并回答问题。

点评：通过这一实例，再次让学生体会到学习单位制的意义。

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究

☆单位制在力学计算中的作用

一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是20kg，在两个大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3s末物体的速度是多大？3s内物体的位移是多少

解析：两个大小都是50N且互成120°角的水平外力的合力大小为50N，方向在这两个力的角平分线上，且与水平面平行，由于水平面光滑，故水平方向上没有滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有

a F50m/s2＝2.5m/s2 m2018 由运动学公式得 v=at=2.5×3m/s=7.5m/s svt v7.53tm=11.25m 22点拨：在整个计算过程中所有物理量都采用国际单位制。就不要在运算过程中每一步都将物理量代入进行计算。这样可以使计算过程简化。

5、牛顿第三定律

一、知识与技能

1、知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。

2、理解牛顿第三定律的确切含义，能用它解决简单的问题。

3、能区分平衡力与作用力和反作用力

二、过程与方法

1、通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。

2、通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。

3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。

2、激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。★教学重点

1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。★教学难点

正确区分平衡力和作用力、反作用力 ★教学方法 实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 ★教学过程

一、引入新课

教师活动：让学生利用身边的器材自己设计实验，验证以前学过的“力的作用是相互的”

学生活动：积极思考设计实验。

点评：开门见山，让学生进入主动思考状态。

二、进行新课 教师活动：

1、教师巡视，观察各组设计试验的情况。

2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验，并说明如何证明此结论。

3、根据需要，引导、补充学生发言。

学生活动：各小组积极动手做实验，并踊跃发言，展示成果。学生可能设计的实验： 实验一：将两个皮球对压（二者均发生形变）

实验二：用手拉弹簧（弹簧形变，手也受到弹簧的拉力）

实验三：将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指，用右手掌心竖直向下压迫左手食指。（左手食指受压，右手掌心被扎疼）

点评：实验具有开放性，可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。教师活动：提出问题：

1、力是一个物体对另一个物体的作用，这种作用是相互的还是单方面的？一个力应与几个物体相联系？

2、如果把左手食指受到的力叫作用力，那么右手掌心受到的力叫什么合适？叫反作用力好吗？

（注意，教师不一定用这个例子，要看学生回答情况而定）

学生活动：得出实验结论：力的作用是相互的，有施力物体必有受力物体，一个力应与两个物体相联系。

点评：

1、设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣

2、课堂上可能会出现教师意料不到的情况，教师要驾驭好课堂。教师活动： 提出问题：

1、我们生活中还有哪些现象能证明这一点？

2、与同学一起分析、补充这些事例，并印证“力的作用是相互的”，并给出作用力和反作用力的概念。

3、引导学生分类，弹力、磁力、摩擦力均是相互的，使学生注意到从多角度证明问题更全面。

学生活动：学生思考，通过小组举例、做实验、讨论：

1、用力拍手，两手都疼

2、磁铁相吸、相斥

3、碰碰车

4、滑旱冰的人相推，均后退（事先做好多媒体课件）

5、用橡皮擦铅笔字，字被擦掉了橡皮也掉了一层皮 „„

点评：

1、在课桌上，事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生，让学生边讨论边做实验。

2、学生举例，教师不可能完全预料到，但对常见的事例要作充分的准备（如：器材、课件）

教师活动：提出问题：我们研究的是力，我们可以从哪些方面研究呢？ 学生活动：学生通过小组讨论、补充，认为应该研究力的三要素：作用点、大小、方向。

点评：让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系。将学生引向更深入的问题，找出问题的突破点。

教师活动：让学生自己举例分析。比如学生作了下面的实验：在右车上放一条形磁铁，在车上放一质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离，使放手后左车刚好能在右车吸引力作用下运动。观察实验现象

教师鼓励学生并注意纠错：

1、如把右车上铁块受到的力叫作用力，找出这个力的施力物体是谁？作用点在哪里？这个力的方向如何？这个力的作用效果怎样？

2、反作用力的施力物体是谁？受力物体是谁？作用点在哪里？方向如何？这个反作用力的作用效果如何？

学生活动：小组分析实例，讨论得出： 作用点分别在两个物体上。

点评：研究作用力和反作用力的作用点

教师活动：鸡蛋碰石头会怎样？由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系？请你设计实验定量证明你的结论。

学生活动：学生提出自己的看法并积极动手操作，加以证明。可能出现两种意见：

1、等大。

2、石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力

点评：研究作用力与反作用力的大小关系，先提出一个问题，激发学生兴趣 教师活动：引导学生观察要仔细、思考要全面，比如为了使实验更具一般性，可以变化多个位置，重复实验。

假如学生做了这个实验：取两个弹簧秤，把甲秤的圆环固定，手拿乙秤与甲秤钩住，再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下，读出两秤的读数。

提出问题：

1、读出两秤的读数。把甲乙两秤视作质点，画出各自的受力图。

2、乙秤受到的作用力的效果是？甲秤受到的作用力的效果是？

3、将其中一弹簧秤的读数减小到零，观察另一弹簧秤的读数。让学生复述实验器材、实验步骤、演示操作、读取数据并说明结论。学生活动：学生积极设计实验、讨论分析现象，找出规律：

1、两个弹簧秤对拉，二力等大

2、两弹簧均被拉伸，二力反向

3、同时为零，说明二者同时产生，同时消失。

点评：

1、让学生自己动手实验，定量去证明结论，不被现象所迷惑，用数据说明问题。

3、学生不一定一次性得出上述正确、简练的结论，教师再去引导。

教师活动：介绍传感器系统，用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系（见课本87页做一做）。

让多个学生自己拉动传感器，学生可能会有不同的拉法：拉力逐渐增大、拉力逐渐减小、拉力大小随意变化、手停止和手运动等等。

教师要求学生仔细观察屏幕上的图像。你得到了那些结论？ 学生活动：学生观察讨论，得出结论并汇总：

1、作用力与反作用等大反向。

2、同时存在同时消失。

3、这种关系与物体的运动状态无关。

教师活动：问学生“那为什么鸡蛋碰石头，鸡蛋破而石头无恙？” 学生活动：学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的。点评：

1、用传感器系统给学生演示，指导学生去操作，进一步验证结论，提高可信度。

2、不要低估学生，经过讨论、补充，他们能得到较全面的结论，所以应放手让他们去想、去做。

教师活动：让学生完成实验：取一个长约3cm刚充过磁的小磁针和一张15cm×15cm的白纸，在纸上如图所示，画出一组邻圆直径相差0.5cm的同心圆，将圆12等分。另取一枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部。实验时，将磁针置于圆心处，待磁针稳定后，用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针，使磁针的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下，用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上，移动中保持磁针对大头针的吸引，观察现象。

1、仔细观察，看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样？

2、变换圆的另一条平分线重复上述实验，你找到了什么规律？

3、作用力与反作用力的方向有何关系？

学生活动：学生积极实验，讨论、分析得出结论：作用力与反作用力在同一直线上。点评：研究作用力与反作用力的方向。仪器两人一组，更能发挥学生的积极性和主体作用，更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器，外形粗劣无所谓，只要能达目的即可。

教师活动：提出问题让学生讨论：

1、作用力与反作用力性质是否相同？

2、找出作用力与反作用力跟平衡力的区别。

3、用牛顿第三定律揭示许多生活现象。比如：喷气式飞机、船前进的原理。学生活动：学生积极讨论分析得出结论：

1、作用力与反作用力性质相同。

2、作用力与反作用力不是平衡力，尽管都是大小相等方向相反，但是作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一个物体上。

3、师生共同讨论得出：

点评：

1、让学生更全面的了解二者的性质。

2、培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力。

三、课堂总结、点评

教师活动：教师利用局域网将事先准备好的Powpoint课堂小结呈现给学生。学生活动：教师与学生一起回想、整理、消化。点评：教师利用幻灯片进行课堂总结，提高授课效率。

四、实例探究

☆对作用力、反作用力及平衡力的认识

1、挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用，这两个力的反作用力各作用在什么物体上？在这四个力中，哪两对是作用力和反作用力？哪两对力是平衡力？

2、放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着，并处于静止状态，木块在水平方向上受到哪两个力的作用？试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向。

☆对平衡条件和牛顿第三定律的应用

3、一个物体静止的放在水平支持物上，试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小，在证明过程中说出你的依据。

☆用牛顿第三定律解释生活现象

4、分析判断下面说法是否正确并说明理由。

“甲乙两对拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力。” 附录一

牛顿第三定律――教材分析 本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律，学生在初中和高中第三章中已学过：力是物体间的相互作用，所以，理解牛顿第三定律的内容并不困难。应帮助学生理解作用力和反作用力是一对性质相同的力，二者同时产生、同时消失。本节的难点为正确区分平衡力跟作用力和反作用力，应让学生自主发现它们的区别，这样印象深刻。本节还适当安排了证明题，让学生独立完成，对培养学生的推理能力大有好处。

附录二

牛顿第三定律――学生分析

学生在以前的学习中，容易形成死记硬背的习惯，所以对学生所学内容很可能只是机械记忆，而没有深入的思考，因此教师应尽量放手让学生自己发现、探索、总结、例证等等，才能让学生真正的抓住重点，突破难点。对于应用牛顿第三定律的证明题，学生更容易眼高手低，总觉得很简单，但大部分学生证明过程不严格，语言叙述也不规范，这也是高考证明题得分不高的原因，所以教师应让学生独立完成，培养其推理能力。

6、用牛顿定律解决问题

（一）一、知识与技能

1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。

4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。

二、过程与方法

1、培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2、帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3、帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。

4、让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。

三、情感、态度与价值观

1、利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。

2、培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3、初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

★教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法 ★教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法 ★教学方法 创设情景一一导入课题一一实例分析一－实践体验一一交流总结 ★教学过程

一、引入新课

教师活动：利用多媒体投影播放“神州” 5号飞船的升空及准确定点回收情景的实况录像资料，教师提出问题，引导启发学生初步讨论。学生活动：观看录像，思考老师所提问题，在教师的引导下初步讨论。点评：通过实际问题的分析激发学生探索的兴趣。教师活动：提出两个问题让大家思考讨论：

l、我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？

2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？

学生活动：学生思考讨论、阅读教材并回答：牛顿第二定律确定了力和运 动的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，从受力情况确定出物体的运动情况。

点评：趁热打铁，设置疑问，激发学生将新问题与所学知识联系挂钩。

教师活动：限于目前的知识水平，我们还不能直接研究上述问题，但我们可以本着由易到难的原则，从最简单的例子入手去探讨运动和力的关系问题的求解思路。下面我们就来学习有关知识。

点评：充分利用新时期的高科技成果展示自然科学规律的巨大魅力，同时激发学生的爱国热情和奋发学习探索的精神。

二、进行新课

1、从受力确定运动情况

教师活动：投影展示例题1 并布置学生审题：一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。

问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？

2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？

3、FN和G在竖直方向上，它们有什么关系？

学生活动：学生思考讨论后作答，并进一步判定：物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。

FN和G在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。

点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言的能力。

教师活动：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？

学生活动：学生讨论并形成一致意见：已知受力求运动学情况。点评：培养学生敏锐观察并总结的能力。

教师活动：要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。

学生活动：学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。点评：培养学生书面表述清楚物理问题的能力。教师活动：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。

2、从运动情况确定受力

教师活动：投影展示例2并布置学生审题：一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。在 t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）问：本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？

学生活动：学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言表述物理问题的能力。

教师活动：提问题：本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？

学生活动：学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便。

点评：引导学生仿照前4.3中例题2中的方法建立坐标系求合力。温故知新，相关知识及时记忆、整理和分析。

教师活动：让学生口述解答步骤，教师板演解答过程，并提示学生注重代数式的运算，必要时再代入数值。

学生活动：顺应解题思路，联系力的分解知识，讨论交流，思维碰撞。点评：培养学生养成规范做题的良好习惯.教师活动：问题：

l、上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？

2、在例2中，为什么要建立平面直角坐标系？

3、在运动学公式中通常是以v0为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选什么方向为正方向较为方便？

努力启发引导学生发现异同。

学生活动：学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：

l、两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。

2、例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1和G2代替G，使解题方便。

3、因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。

点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。

教师活动：出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。

学生活动：完成练习，汇报讨论。点评：在实际应用中锻炼能力。

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究 ☆力和运动的关系

1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内

A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东 B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置 C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动 D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东 ☆牛顿运动定律的应用

2、用 30N的水平外力 F，拉一静止放在光滑的水平面上质量为 20kg的物体，力 F作用 3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是

A．v = 7.5 m／s，a = l.5m／sB．v = 4.5m／s，a = l.5m／s2

C．v = 4.5 m／s，a = 0

D．v = 7.5 m／s，a =0

3、质量是3kg的木块，原来在光滑水平面上运动，受到8N的阻力后，继续前进9 m速度减为原来的一半，则原来的速度是

m／s，木块作匀减速运动，直到静止的时间是

s

4、质量是 5kg的物体，在水平恒为F=20N的作用下，从静止开始经过 2s速度达到 2m/s，则物体与水平面间的动摩擦因数是。

5、用2N的水平拉力，正好使木块在水平地面上作匀速直线运动，现用4N的水平拉力使木块在 2s内速度从2 m／s增加 6m／s，则木块的质量是

．

6、质量为2 kg的物体，在8N的水平力作用下以10m/s的速度沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去拉力后4秒钟内物体的位移是多少米？

7、一个物体从10m长，5m高的斜面顶端自静止开始滑下，设物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，求它滑到斜面底端所用的时间和末速度。

附录1

教材分析

本章主要内容是牛顿运动定律的教学，而牛顿运动定律的运用这方面的知识不仅是本章的一个难点，也是力学中常用的主要方法之一。

本节课的主要任务是培养学生应用学过的知识去分析、解决实际问题，提高学生的综合运用能力，应该着重培养学生具体问题具体分析，以科学、严谨的态度对待实际问题，特别注意画受力图时，不要多画力，也不要少画力。

力的平衡知识是初中所学内容，在此应注意加强复习。“正交分解法”是非常实用的分解方法，可明确给学生提出。

请学生回答问题时，不必请一些成绩好的学生，也可以找一些中等程度的学生回答，在回答问题时暴露出的缺陷更有利于教学。

本节课的例题教学，应尽量使用多媒体或幻灯机，以使达到较好的效果。附录2

学生分析

学生在前面已经学习了物体受力分析、牛顿运动定律、匀变速直线运动的有关规律、二力平衡及建立平面直角坐标系的有关知识，但由于本节课的综合程度较高，特别是对高一学生来说，他们一时不太适应，所以教师在选题时每个题中出现的难点一时不可过多，应循序渐进。解题时要规范学生的解题步骤，注意提醒学生每写一个式子，都必须有客观依据，必须从基本公式着手。式子中的每一项，甚至每一个“＋”、“－”号，必须有根据，不可想当然，主观臆断。

由于题目分析过程中牵涉到的知识点比较多，在课堂上可放手让学生讨论、交流。

7、用牛顿定律解决问题

（二）一、知识与技能

1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。

2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。

3、通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

4、进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

二、过程与方法

1、培养学生的分析推理能力和实验观察能力。

2、培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。

3、引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。

三、情感、态度与价值观

1、渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究

与日常生活有关的物理问题。

2、培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。★教学重点

1、共点力作用下物体的平衡条件及应用。

2、发生超重、失重现象的条件及本质。★教学难点

1、共点力平衡条件的应用。

2、超重、失重现象的实质。正确分析受力并恰当地运用正交分解法。★教学方法

1、创设情景——导入目标一一分析推理——归纳总结一一根据理论提出猜想——实验

验证。

2、通过实例分析、强化训练，使学生能够更加熟练地运用牛顿运动定律解决问题。

★教学过程

一、引入新课

开门见山，阐明课题：这节课我们继续用牛顿运动定律解决问题。

二、进行新课

教师活动：指导学生完成实验：

1、甲站在体重计上静止，乙说出体重计的示数。提出问题：

2、甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化？怎样变化？（乙说出示数的变化情况：变小）

3、甲突然站起时，体重计的示数是否变化？怎样变化？（乙说出示数的变化情况：变大）

学生活动：甲乙两位同学到讲台上，甲站在体重计上，乙观察体重计的示数并报给全班同学。

点评：由实验引入课题，激发学生的学习热情和求知欲。

1、共点力的平衡条件

教师活动：

1、引导学生分析，物体保持静止或做匀速直线运动，其共同点是什么？（速度保持不变，就是状态不变）

2、给出平衡状态的概念。

学生活动：学生思考、交流、作答。

可能出现的答案：

1、仅受重力和支持力，都是属于二力平衡。

2、速度保持不变态的概念并让学生理解

点评：给出平衡状态的概念并让学生理解。

教师活动：提问学生：那么共点力作用下物体的平衡条件是什么？

和学生一起对答案进行评析。

学生活动：学生根据上面的实例和平衡状态的概念积极思考并回答：

因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿第二定律得：物体所受合力为零。

教师活动：教师让学生列举生活中物体处于平衡状态的实例。同时可列举例子：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态？

教师和学生一起对答案进行评析，加深对平衡状态的理解。教师引导过渡：平衡状态随处可见，因此研究它很有实际意义。引出下面的例题。

学生活动：学生观察思考列举实例，如桌上的书、吊着的电灯、做匀速直线运动的汽车等等。

点评：列举生活中物体处于平衡状态的实例，加深对平衡状态的理解。教师活动：多媒体投影课本中的例题，三角形的悬挂结构及其理想化模型。

教师帮助学生分析三角形理想化模型中：

1、轻质细绳中的受力特点是两端受力大小相等，内部张力处处相等。

2、给出轻质直杆仅两端受力时的特点是这两个力必然沿杆的方

向且大小相等。

3、节点O也是一理想化模型，不论其状态如何所受合外力一定为零。

上面的分析借助牛顿第二定律进行。

学生活动：学生讨论、交流解答。

点评：通过例题锻炼学生的受力分析能力和运用平衡条件解决实际问题的能力。

教师活动：将学生的解答进行投影并进行评判，总结出解决三力平衡问题时常用的方法；

1、合成法：任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反。

2、分解法（正交分解法）：将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解，其分力必然与其余两个力大小相等。

3、三角形法：将其中任意两个力进行平移，使三个力首尾依次连接起来，应构成一闭合三角形。

投影出示正确答案。就结果引导学生联系实际讨论。

学生活动：学生汇报讨论。

点评：培养学生一题多解和联系实际、具体问题具体分析的能力。教师活动：投影：课后问题练习1、2。学生活动：完成练习。

点评：在应用中加深对平衡条件的理解，熟练掌握处理三力平衡的方法。教师活动：检查练习结果，进行评价和讨论。学生活动：汇报讨论

2、超重和失重

教师活动：多媒体投影例题：人站在电梯中，人的质量为m。如果

①人随电梯以加速度a加速上升，人对地板的压力为多大？ ②人以加速度a减速下降，这时人对地板的压力又是多大？ ③人以加速度a加速向下运动，这时人对地板的压力多大？ ④人随电梯以加速度 a减速上升，人对地板的压力为多大？ ⑤人随电梯向下的加速度 a＝g，这时人对地板的压力又是多大？

⑥人对地板的压力与人的运动方向有无关系？

学生活动：学生思考解答，教师提示学生合理的选取研究对象及解题步骤要规范。

点评：引导过渡，提出问题。进一步培养学生运用牛顿运动定律解决实际问题的能力。

教师活动：教师通过多媒体投影学生的解答．并与学生一起进行评价和讨论，并投影出正确答案．（注意根据牛顿第三定律转换研究对象求出待求作用力的反作用力后，做答时一定根据牛顿第三定律再转换回来。）

学生活动：汇报讨论。

教师活动：给出超重和失重概念，引导学生分析出发生超重、失重现象的条件。

学生活动：学生参与归纳和总结。教师活动：提出问题：

发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？ 教师评析，并与学生一起归纳总结得出超重，失重的实质。学生活动：学生作答。理解超重、失重的实质。教师活动：实验验证

1、取一装满水的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一小孔，当瓶做不同的运动时，请同学们仔细观察并作解释。

2、演示并分析：

①静止时我们看到小孔处水向外喷出，为什么？

②瓶做自由落体运动时，水不再向外喷出，这又是为什么？ 教师请学生回答，并和学生一起评析。

③思考：如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？为什么？ ④现在你能解释人站在台秤上，突然下蹲和站起时出现的现象了吗？

教师和学生共同评析。

学生活动：甲、乙两位同学到讲台上做演示实验。（以激发学生的学习兴趣，培养其动手能力）。学生根据所学知识思考交流并做汇报。点评：实验验证，加深对失重的理解。教师活动：出示课堂练习。学生活动：完成练习。

教师活动：检查结果，进行评价和讨论。

点评： 在应用中加深对所学知识的理解并进行反馈矫正。培养学生的概括总结能力。

三、课堂总结、点评

教师活动：教师指导学生总结本节所研究的内容。学生活动：学生自己总结后作答，其他同学补充。点评：培养学生概括总结能力。

四、实例探究

☆超重、失重概念的应用

1、某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中

A．由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变

B．此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大

C．台秤的示数先增大后减小 D．台秤的示数先减小后增大 答案：D

2、如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为

A．F=mg

B．Mg

D．F>(M+m)g 答案：D

3、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是

A．读数偏大，表明装置加速上升 B．读数偏小，表明装置减速下降

C．读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动

高一物理牛顿第二定律 篇6

【1】关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是（D）

A.物体运动的速率不变，其运动状态就不变

B．物体运动的加速度不变，其运动状态就不变

C．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止

D．物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变

【2】关于运动和力，正确的说法是（D）

A．物体速度为零时，合外力一定为零 B．物体作曲线运动，合外力一定是变力

C．物体作直线运动，合外力一定是恒力 D．物体作匀速运动，合外力一定为零

【3】在水平地面上放有一三角形滑块，滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑，若三角形滑块始终保

持静止，如图所示．则地面对三角形滑块（B）

A.有摩擦力作用，方向向右B．有摩擦力作用，方向向左

C．没有摩擦力作用D．条件不足，无法判断

【4】设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度υ成正比．则雨滴的运动情况是（BD）

A． 先加速后减速，最后静止 B．先加速后匀速 C．先加速后减速直至匀速 D．加速度逐渐减小到零

【5】A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mA＞mB，两物体与粗糙水平

面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比为（A）

A．sA = sBB．sA > sBC．sA < sBD．无法确定

【6】 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态．现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上

使其恢复到原值（方向不变），则（AC）

A． 物体始终向西运动B．物体先向西运动后向东运动

B． 物体的加速度先增大后减小D．物体的速度先增大后减小

【7】质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少?

（g=10m/s2）

（1）升降机匀速上升；

牛顿运动定律在解题中的应用分类 篇7

【关键词】 牛顿运动定律 解题 应用分类

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2014）03-027-02

牛顿运动定律在解题中的应用包括正交分解法、合成法、假设法、临界条件法以及程序法等。在应用牛顿运动定律解题中要熟练掌握已知物体受力情况求物体运动情况、已知物体运动情况求物体受力情况、知道力的作用是相互的并区分作用力与反作用力、学会灵活运用多种方法来解决力学问题。本文主要研究的是牛顿运动定律解题的几种典型思维方法。

一、正交分解法

正交分解法通常用来解决受到两个以上力的作用而产生加速度的物体，一般是将力通过正交分解成沿着加速度的方向和垂直于加速度的方向。而在有些时候，为了便于解题，也可分解加速度。例如，一个质量为m的物体放在倾斜角为θ的斜面上，其中物体与斜面之间的动摩擦因数为U，沿水平方向给物体施压一个力F，如图1所示，使之以加速度a沿着斜面向上做匀加速直线运动，求力F的大小。

图1 图2

按照正交分解法来解题，首先对其受力分析如图2所示，以沿着斜面向上的加速度方向作为x轴正方向，将力F和重力mg分解，其求解方法如下：

x轴方向：Fcosθ-mgsinθ-Ff=ma

y轴方向：FN-mgcosθ-Fsinθ=0

又有Ff=μFN

解得F=■

二、合成法

合成法主要用来解决受到两个力作用而产生加速的物体，其所受合外力的方向即为加速度的方向。解题时需要作出力的平行四边形定则，求解。例如，图3中为水平地面上沿直线行驶的一辆小车，其车厢上悬挂一个相对于小车静止的小球，悬线与竖直方向夹角为α，则对小车运动情况及加速度的分析如下：

图3 图4

其中对小球受力分析如图4所示，因此可得出小球所受合力大小为：F=mgtanα，其加速度大小为a=■=gtanα.加速度方向水平向左且为恒值，而小球与小车保持相对静止，因此小车加速度与小球大小相等方向相同，所以小车做向左的匀加速直线运动或者向右的匀减速直线运动。

三、假设法

假设法主要运用于对物理现象进行分析时，通常出现模棱两可无法直观地对其进行判断的现象，如图5所示，将重叠在一切的两滑块A和B放置在倾角为θ的固定斜面上，两滑块质量分别用M和m来表示，并且A、B滑块与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则当两滑块从静止开始以相同的加速度从斜面滑下时，求B滑块所受的摩擦力。

解题时将B作为研究对象，并对其进行受力分析，假设A对B的摩擦力是沿着斜面向下的，那么便有mgsinθ+FfB=ma，将A、B看成一个整体，对其受力分析可得：

（M+m）gsinθ-μ1（M+m）gcosθ=（M+m）a

联立求解可得：FfB=-μ1mgcosθ 图5

四、临界条件法

临界问题是指题目中出现刚好、最大或者最小等关键词，通常解决这类问题，首先将物理过程推向极端，把临界条件展示出来。如图6所示，在水平力F作用下，质量均为M的木块A、B一起沿光滑水平面运动，A、B接触面与水平面夹角是60°，则使A、B一起运动的水平力F范围求解如下：

图6 图7

对滑块A受力分析如图7所示。A、B两滑块在水平推力F很小时一起做匀加速运动，而当F逐渐增大，至B对A弹力FN竖直向上的分离与A的重力相等时，A受到的地面支持力为零，这时两滑块会产生相对滑动。因此使A沿A、B接触面滑动的力F为临界条件。

整体分析得出：F=2Ma

对A滑块单独分析得出：FNA=0，F-FNsin60°=Ma，

FNcos60°-Mg=0

解得：F=2■Mg

因此，力F的范围大小为：0≤F≤2■Mg.

五、程序法

对题目给出的物体运动过程依照顺序加以分析，这种解题方法被叫做程序法，该方法需要注意将题中划分出的过程或者状态数量。例如图8所示，假设一个密度为的小球从距离水面高h处由静止开始自由释放，坠入足够深的水中。忽略水、空气的阻力以及球撞击水面的机械能损失，求木球落入水中的深度及其从落水至浮起共需的时间。

在解题过程中可以将小木球的运动分成水面上的自由落体和水中的匀减速运动。其中对小木球的自由落体运动分析：

假设自由下落到水面时小木球的速度为v，则由自由落体运动规律可知，其大小为：v=■.

对小木球落入时的匀减速运动分析：

落水的木球由于受到重力及浮力的作用，假设水的密度为р0，则有：

рgV-р0 gV=рVa 图8

解得：a=g-■

则木球在水中下沉的深度H可以根据下列公式计算： 0-v2=2ah.

木球从水面下沉至最大深处和从最大深处浮至水面的时间相等，为：t=■.

六、结语

牛顿运动定律乃是动力学的核心内容和高考的热点与重点。本文通过对正交分解法、合成法、假设法、临界条件法以及程序法等的举例分析可知，要突破解题障碍，最为关键地是要对牛顿运动定律进行透彻理解，熟练掌握已知物体受力、运动情况等，了解力的作用是相互的并区分作用力与反作用力，从而有效运用牛顿运动定律中的多种方法来解决力学问题等。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 蒋纬.牛顿运动定律在2011年高考中的经典应用[J].中学生数理化：高一版，2011，（11）：24-25.

[2] 张永.与牛顿运动定律有关的临界问题的解决方法[J].中学生数理化：高一版，2012，（12）：23-23.